CN1174504C - 二次电池用电极 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种去除掉不在相邻电极活性物质对面位置上的部分的不必要的活性物质，减轻电池重量，增加电极整体的活性物质形成量的二次电池用电极，在由夹入隔板而卷绕在其内侧上的正极和卷绕在外侧的负极所构成的电极中，只有不在正极的涂敷活性物质的面的对面位置上的负极的一个侧面上不涂敷活性物质的基板按照面对面进行布置，位于上述正极的已涂敷活性物质的面的对面位置上的负极的对应面，基板上涂敷的活性物质按照面对面进行布置。

Description

二次电池用电极
技术领域
本发明涉及在正极和负极之间夹入隔板进行卷绕的二次电池(充电电池)用电极，尤其涉及能把不与相邻的电极进行反应的电极的不需要的活性物质去除掉，减小电池重量，或者在同一容器内能增加全部活性物质的形成量的二次电池用电极。
背景技术
二次电池是能够再充电，能够小型化和大容量化的电池。代表性的二次电池主要采用镍氢(Ni-MH)电池和锂离子(Li-离子)电池。
其中，锂离子电池，采用锂一过渡金属氧化物作为正极活性物质，采用碳或碳复合物作为负极活性物质。它采用把锂盐溶解到包含氧基、硝(氮)基、硫酸基等的一种以上的有机溶剂内而构成的物质作为电解液，锂离子在上述正极和负极之间迁移，产生电动势，进行充放电。
这种锂离子电池的原有结构示于图3。如图3所示，锂离子电池的结构是：把电正极2和隔板4以及负极6一起卷绕成的电极卷筒8安装到与上述负极6相连接的外壳10的内部，在外壳10的上部安装与上述正极2相连接的封装盖12，把电解液注入上述外壳10内，然后加以密封。其中，电极卷筒8在其上面和下面分别用绝缘板隔离，防止与密封盖12和外壳10相连接。
在这样安装的锂离子电池中，像正极和负极这样的电极，随电池种类的不同，其活性物质有所差别。如图4所示，其制造工序是：在电极的基板16的两面上涂敷含有活性物质18的粘合液(スウリ-)，将其干燥并滚(卷)压后，切成规定的大小。
这样制成的各种电极2、6，其中间夹入隔板4，被卷成筒状后插入到外壳10的内部。然而，在现有技术中，电极，特别是被卷绕在隔板4的外侧的负极6，如图5所示，在筒状卷绕结构上，其纵长方向的两侧端部，产生这样一种A、B区，即A、B区并未面对被卷绕在隔板4的内侧的正极2的活性物质。如上所述，锂离子电池，在卷成筒状的电极卷筒中互相面对面的正极和负极之间，锂离子进行迁移，以此进行充、放电。但是，存在的问题是：由于负极的A、B区是并未面对正极2的活性物质的区，所以，实际上是不能促进反应的不需要的区，只是增加了电池重量。另外，还存在这样一个问题：由于上述A、B区不必要地占用了大小有限的外壳10的内部空间，结果使各电极的活性物质形成量减少。
发明内容
本发明是为了解决上述现有技术存在的问题而提出的，其目的在于提供这样一种二次电池用电极，即去除掉不在相邻电极活性物质对面位置上的电极区活性物质，能减轻电池重量，增加整个电极的活性物质形成量。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种二次电池用电极，其是包括夹入隔板而被卷绕在内侧和外侧上的两个电极而被构成的，其特征在于：与内侧电极的已形成活性物质的面不相对置部分的外侧电极的一面，被设置成不涂敷活性物质使基板露出；在与内侧电极的已形成活性物质的面相对置的外侧电极的对置面上，基板上涂敷的活性物质被设置成相互对置。
所述的二次电池用电极，其特征在于：卷绕在外侧上的电极是负极。
所述的二次电池用电极，其特征在于：与正极的已形成活性物质的面不对置的负极的内侧端部，仅在基板外侧上形成活性物质。
所述的二次电池用电极，其特征在于：与正极的已形成活性物质的面不对置的负极的外侧端部，仅在基板内侧上形成活性物质。
本发明是通过隔板而由卷绕在内侧的正极和卷绕在外侧的负极所构成的电极，其特征在于：与内侧电极的已形成活性物质的面不相对置部分的外侧电极的一面，被设置成不涂敷活性物质使基板露出；在与内侧电极的已形成活性物质的面相对置的外侧电极的对置面上，基板上涂敷的活性物质被设置成相互对置。
本发明的负极是在基板的一个侧面上涂敷活性物质浆料，下一道工序在另一个侧面上涂敷活性物质浆料而制成的，该涂敷能够控制。
因此，本发明的负极可采用这样的制造工序：在基材的基板62的一个侧面上，在去除A2、A1、B2区(它们不在正极活性物质的对面位置上)的状态下涂敷活性物质64浆料，下一道工序在基板62的另一侧面上，在去除A2、B1、B2区(它们不在正极活性物质的对面位置上)的状态下，涂敷活性物质66浆料，然后，使其干燥并进行滚(卷)压，切断成规定的大小。
本发明的效果：
通过上述结构和作用可以看出：采用本发明的二次电池用电极，实质上解决了现有技术所存在的问题。
也就是说，本发明从结构上去除了卷绕在电极卷筒外侧上的电极的不必要的活性物质，因此，能够根据被去除的这部分活性物质的量，相应地减轻电池整体的重量，并且能根据该去除量相应地减小电极卷筒的直径，所以，能够增加电极的总长度。
因此，若采用本发明，则能够增加电极整体的活性物质的量，所以，从效果来看能够制作大容量电池。
再者，若采用本发明，则布置在电极卷筒最外层上的电极，以不涂活性物质的基板原有状态直接露出在外面，所以，电池内部产生的热量的散出效果良好，因此也能同时获得提高电池安全性的效果。
另一方面，本发明并非仅限于上述特定的良好发明，而且在权利要求范围内所要求的本发明要点范围内，如果是在该发明所属的领域内具有通常知识的人员，那么，无论谁都能够进行各种更改。
附图说明
图1是表示本发明的二次电池用负极展开断面图。
图2是表示本发明的二次电池的平断面图。
图3是表示众所周知的现有二次电池整体结构的纵断面图。
图4是众所周知的现有二次电池用电极的展开断面图。
图5是图3的二次电池的平断面图。
具体实施方式
以下根据附图，详细说明本发明的优良实施例。在本发明的说明中，对于和现有技术的引用附图中参照的部分相同的构成标注相同的符号供参考，以便不再重复进行说明。
图1表示涉及本发明的二次电池用电极结构。本发明把锂离子电池的负极作为一个例子加以说明，附图的符号60表示锂离子电池用负极。在负极60的基板62的两面上分别制作由碳或碳复合体构成的活性物质64、66。
这样制成的负极60如图2所示，在与正极2之间放置隔板4，卷绕成筒状，使正极2位于内侧，负极60位于外侧。
在这样卷绕的电极卷筒中，在筒状卷绕结构上，在负极60的纵长方向的两侧端部产生不与正极2的活性物质对置区域的A1、B1区。
所以，本发明的做法是：在不与正极活性物质对置的阴极区域A1、B1，去除不必要的活性物质，仅在其他部分上设置活性物质。
例如，在位于负极60内侧端部的区域A1，仅在与正极2的活性物质对面的外侧的一个面上设置活性物质66，在其相反的面上不设置活性物质64。
另一方面，在位于负极60外侧端部的区域B1，仅在与正极2的活性物质对面的内侧的一个面上设置活性物质64，在其相反的面上去除活性物质66。
在这里，位于负极60的最外层的端部的B2区内，在不与正极2的活性物质对置的部分，形成两个面上均无活性物质的状态，在该部分安装接头。并且，最内侧端部也都形成两个面上均不涂敷活性物质的无涂层区域A2。
这种结构的本发明的负极，其制造工序如下：在基材的基板62的一个侧面的将A1、A2、B2除外的区域上涂敷活性物质64浆料，下一道工序，在另一个侧面的将A2、B1、B2区除外的区域上，涂敷活性物质66浆料，然后，进行干燥和滚压，将其切断成规定的大小。
这样，本发明的负极60被作成，在基板62的两侧面上设置的活性物质64、66面积分布各不相同，因此能够去除掉实际上不与相邻的正极2的活性物质进行反应的不需要区域的活性物质，只留下基板62，使电池整体重量相应减轻，其减少的重量等于被去除掉的这部分活性物质的重量。
再者，由于去除掉了上述部分活性物质，所以电极卷筒的直径相应减小，能形成更长的电极总长度，所以，能增加电极整体的活性物质的量。
本申请人对18650尺寸的电池进行了实验，获得了以下效果：重量减少0.5~6克，电极卷筒直径最多减小0.5mm。
另一方面，上述的本发明以负极60卷绕在隔板4的外侧的情况为主进行了说明。但本发明并非仅限于此，而是包括所有情况，无论是卷绕在二次电池用电极卷筒外侧上的任何电极均有这种效果。包括这样制造的负极和正极在内的电极夹入隔板4被卷绕成筒状，插入到外壳10的内部，在其外壳10的开口处通过衬垫来安放封装盖，注入电解液后加以密封。这样即制成产品。

Claims (4)

1.一种二次电池用电极，其是包括夹入隔板而被卷绕在内侧和外侧上的两个电极而被构成的，其特征在于：与内侧电极的已形成活性物质的面不相对置部分的外侧电极的一面，被设置成不涂敷活性物质使基板露出；在与内侧电极的已形成活性物质的面相对置的外侧电极的对置面上，基板上涂敷的活性物质被设置成相互对置。
2.如权利要求1所述的二次电池用电极，其特征在于：卷绕在外侧上的电极是负极。
3.如权利要求2所述的二次电池用电极，其特征在于：与正极的已形成活性物质的面不对置的负极的内侧端部，仅在基板外侧上形成活性物质。
4.如权利要求2所述的二次电池用电极，其特征在于：与正极的已形成活性物质的面不对置的负极的外侧端部，仅在基板内侧上形成活性物质。
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